几种氨基酸类缓蚀剂在铁表面吸附的第一性原理研究（英文）

作者：郭雷; 沈珣; KAYA Savas; 石维; 朱艳丽

来源：表面技术, 2017, 46(04): 228-234.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.037

• 碳钢
• 缓蚀剂
• 氨基酸
• 吸附
• 第一性原理
• Dmol3

目的氨基酸是一类重要的环境友好型金属有机缓蚀剂,研究缓蚀剂分子在金属表面的吸附行为,对深入理解缓蚀机理及设计新型缓蚀剂分子有重要的理论意义。方法基于第一性原理框架下的原子轨道线性组合方法,采用Dmol3软件研究了甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸三种分子在铁表面的吸附行为。首先对铁晶体表面的形貌学参数进行了计算,然后选取合适的晶面作为吸附表面。最后通过计算三种分子在铁表面的吸附能和分波态密度等参数分析缓蚀机制。结果铁的三种常见晶面中,Fe(110)面为最佳吸附表面。三种氨基酸分子在Fe(110)表面呈竖直型吸附构型,甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的吸附能绝对值大小分别为2.233、2.254、2.472 eV,这与其实验缓蚀效率大小顺序相一致。结论缓蚀剂分子吸附可导致金属基底的功函数减小。Hirshfeld电荷分析表明,吸附过程中存在从氨基酸分子到Fe(110)表面的电子转移现象。态密度分析表明,氨基酸分子中的活性原子与铁表面原子形成了共价键,键能的大小对缓蚀剂分子的缓蚀效率起决定性作用。

• 单位
  铜仁学院